關(guān)香貽
摘要:數(shù)學思想方法一直都是高考考查的重點內(nèi)容,而函數(shù)與方程思想方法正是其中其一,是中學數(shù)學的重要內(nèi)容,占據(jù)了重要的地位。必須要在教學的過程中深刻理解函數(shù)的本質(zhì),從函數(shù)與方程思想的角度指導學生解題,才能幫助學生提高解決問題的能力。
關(guān)鍵詞:數(shù)學思想方法,函數(shù)與方程思想方法,數(shù)學,函數(shù)思想
一、函數(shù)與方程思想方法分析
函數(shù)是刻畫現(xiàn)實世界中一類重要變化規(guī)律(運動變化)的模型,反映了一個事物隨著另一個事物變化而變化的關(guān)系和規(guī)律。函數(shù)思想的實質(zhì)是:用聯(lián)系及變化的觀點提出(數(shù)學對象)——抽象(數(shù)量特征)——建立(函數(shù)關(guān)系),即從已知事物中提煉數(shù)學語言,構(gòu)造函數(shù)關(guān)系,再用函數(shù)關(guān)系解決問題。函數(shù)思想方法的應(yīng)用非常廣泛——建立函數(shù)關(guān)系或構(gòu)造函數(shù),運用函數(shù)圖象及其性質(zhì)去分析問題,轉(zhuǎn)化問題,和解決問題。函數(shù)思想是高中數(shù)學中最重要的數(shù)學思想方法之一。
高中涉及的函數(shù)很多,比如:一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、三角函數(shù)、復合函數(shù)等等。還包括定義域,值域,單調(diào)性,奇偶性,周期性,以及與圖像的聯(lián)系等函數(shù)的性質(zhì)。方程,不等式,數(shù)列等等同樣是與函數(shù)有關(guān)的知識點。
二、在解題中的應(yīng)用
(一)在導數(shù)中的應(yīng)用
一個函數(shù)的導函數(shù)仍然是函數(shù),通過研究導函數(shù)圖象和性質(zhì)可以研究原函數(shù)的圖象和性質(zhì)。
【例1】 的極值點,則 的極小值為()
A.-1 ? ? ? ? ? ?B. ? ? ? ? ? ? ? ?C. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D.1
【評注】在利用導數(shù)求函數(shù)的極值(零點或最值)的過程中,都需要經(jīng)過列方程(組)的過程。
【解析】因為
所以 ?.
因為 是函數(shù) 的極值點,所以-2是 的根,所以 , 。令 ,解得 令 ,解得 ,
所以 在 上單調(diào)遞增,在 上單調(diào)遞減,在 上單調(diào)遞增,所以當 時, 取得極小值,且 選擇A。
(二)在數(shù)列中的應(yīng)用
數(shù)列是定義在正整數(shù)集或它的有限子集上的函數(shù)。因此,在研究數(shù)列的最大(?。╉椉扒?項和的最值等問題中,應(yīng)當注意把函數(shù)的有關(guān)知識融入到數(shù)列中。
【評注】先求出數(shù)列的首項 和公差 ,再將 表示為 的三次函數(shù),利用函數(shù)相關(guān)知識求解。
【評注】數(shù)列是定義域為正整數(shù)的一種特殊函數(shù),利用函數(shù)思想處理數(shù)列是最常見的方法。
(三)在解析幾何中的應(yīng)用
【評注】第(1)問中通過聯(lián)立方程,證明直線 與 的斜率之積為-1即可;第(2)問根據(jù)(1)及 的坐標即可求解。
(四)在不等式中的應(yīng)用
通常采用構(gòu)造函數(shù)的方法處理有關(guān)不等式的恒成立、不等式有解的問題,利用函數(shù)的圖像或者性質(zhì)等進行轉(zhuǎn)化,確定相關(guān)參數(shù)的取值范圍或是最值,解決問題。解決問題前要先弄清是對哪個變量恒成立,變量的取值范圍,再根據(jù)函數(shù)類型求最值。
【例5】設(shè)函數(shù) 若存在唯一的整數(shù) 使得 ,則 的取值范圍是()
B. ? ? ? ? ?C. ? ? ? ? ? ? D.
【評注】本題通過構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而求解參數(shù)的取值范圍。
【解析】由題意可知存在唯一的的整數(shù) ,使得 ,設(shè) ,
,由 可知 在 上單調(diào)遞減,在 上 單調(diào)遞增,作出 與 的大致圖象,故 ,即 ,所以 ,故選D。
【評注】當問題中出現(xiàn)兩數(shù)積與兩數(shù)的和時,是構(gòu)建一元二次方程的明顯信息,構(gòu)造方程后再利用方程知識可巧妙解決問題。
三、教學策略
(一)有序性策略
數(shù)學概念和原理是數(shù)學思想方法的載體。數(shù)學概念發(fā)展的有序性是由數(shù)學的邏輯性決定的,因此思想方法的產(chǎn)生與發(fā)展也具有一定的順序性。概括性高、統(tǒng)攝性強等都是函數(shù)與方程思想的特點。函數(shù)與方程思想的形成需要經(jīng)歷較長的過程,因此,教學過程需要有序性。
(二)過程性策略
掌握數(shù)學思想方法需要經(jīng)過模仿——領(lǐng)悟——應(yīng)用的過程,由淺入深、循序漸進便是函數(shù)與方程思想的教學的過程。函數(shù)與方程思想的教學需要教師精心撰寫相關(guān)的教學方案,有計劃地安排教學活動,幫助學生領(lǐng)悟思想方法,這就需要一個循序漸進的過程。
(三)變式策略
在認知心理學中,問題的變化性讓解決問題的策略也具有了變化性。能否清楚地識別出問題的本質(zhì)特征然后選擇合適的解題策略決定了學習者能否順利解決問題。認知心理學認為,“程序化、自動化”的決策行為是有害的,會產(chǎn)生“定勢效應(yīng)”。因此,“雙基”教學不提倡“題型訓練”的行為,而是提倡教師讓學習者在有變化性條件的問題中進行聯(lián)系,進行變式教學,使學生能在具體情境中作出正確的判斷。
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